疼痛与疼痛学说

疼痛是人体的一种主观感受，常受情绪和经验的影响。痛觉是人体基本感觉之一，其性质除了在程度上有轻重之外，感受也不一致，有刺痛、灼痛、胀痛和绞痛等差别，可说是一种复合感觉。疼痛是各种损伤组织的反应或精神因素对脑功能产生的影响而导致脑发生一系列特殊的活动，既有感受成分又有反应成分。有极少数人生来缺乏痛觉，但其它感觉却正常。人体对产生疼痛的阈度有很大的差异，同样的刺激对某些人可以产生疼痛，而对另一些人却无此感受或感受很轻。极少数人对疼痛很不敏感，但也有部分人没有接触到明显的伤害刺激，却引起自发的疼痛，持续几分钟甚至几小时才消除，常见于曾有肢体受伤史的病例，在伤后几年内这种自发的疼痛还可能经常发作。如今，虽然已有一些测痛方法，但均不确切可靠，给疼痛的客观辨认造成了困难。人体实验时虽可根据受试者的主诉判断，但由于情绪、心理等的影响，不仅难以定量，有时甚至难以定性。动物实验则只能根据其逃避或嘶叫反应来推断是否疼痛，这些反应显然并非只有疼痛才能引起，因此只是较粗略的标志。电生理的发展给疼痛生理的研究提供了方便，通过这种精细的方法可发现一些规律。但对于实验所见的各种电现象却有不同的解释，这些生物电现象缺乏特异性，因此，引起某些理论方面的异议。临床麻醉工作中应将病人的主诉视为最主要的决定因素，凡病人主诉疼痛时，无论其疼痛是否客观存在，麻醉者都有责任采取相应的措施来解除病人的感受。即使没有客观的致痛因素，也应考虑到病人的心理或情绪影响，给予针对性的处理。
疼痛是人们日常生活中极其常见的一种感受，但在医学研究中对其原理却知之不多。近数十年来有关疼痛原理的研究有许多新的进展，但问题的实质尚未彻底解决，有待继续努力探索。迄今，各种疼痛学说对疼痛的本质从某些侧面都有所阐明，新学说的倡立和发展也常在旧学说正确部分的理论基础上加以提高和充实。渊源于古希腊时代的感情学说，认为疼痛并非感觉，而是一种感情，即愉快的反面。这种把疼痛和感情完全等同起来看待的学说，强调了心理活动、精神因素等高级神经活动与疼痛机理之间的紧密关系，显然只是一种简单化的推测。
特异学说和型式学说是十九世纪后期逐步形成的两个学派，前者为Von Frey所倡导，后者由Goldschneider所提出。这两派学说的观点颇不一致，在解释同一现象上各有其论证，也各有其可取和不足之处。本世纪中叶Melzack等提出的闸门学说是近代疼痛学说的代表，在前人研究的基础上更有所发展。
特异学说的主要论点在于疼痛的发生起自特殊的痛感受器，通过感觉神经的特殊传导通路，将冲动直传至特殊的中枢结构作出反应。Von Frey继承了前人关于疼痛的观念(主要是Miller的特殊神经能观念和Descartes的直通疼痛观念)，提出了皮肤4种主要感觉体，即触觉、热觉、冷觉和痛觉。同时他发现皮肤热和冷的敏感点呈点状分布于全身。Meissner小体常分布在手指和手掌，可能就是触觉感受器； 眼结膜和阴茎尖对冷敏感，但眼结膜对热不敏感，阴茎尖对压力不敏感； Krause末梢小体可能是冷觉感受器，Ruffini末梢器官可能是热觉感受器，Pacini小体可能是压觉感受器等。先驱解剖学家的发现，使他受到很大的启发： 游离神经末梢分布于皮肤的表层，其神经纤维包裹着毛囊，基于这些方面的证据，他认为痛点在全身各处都有，游离神经末梢就是痛觉感受器。特异学说在本世纪初颇占优势，成为疼痛的传统概念，此后其它学者又发展了它的内容，如特殊的神经末梢延伸至周围神经，呈一对一关系，感受器的类型、神经的粗细以及感受的性质等方面。神经的粗细不同，其传导速率也各异，有髓鞘的Aα纤维，其传导速度为12～30m/s，产生快速痛（锐痛）; 无髓鞘的C纤维，其传导速度为1～2m/s，产生延缓痛（钝痛）。神经传导通路方面的研究也很有进展，发现脊髓前外侧1/4部位与痛觉有密切的关系，脊髓丘脑束是痛觉的主要传导通路，认为丘脑是疼痛中枢的所在部位，大脑皮质仅对其产生抑制性调节等。感受器的特异性表现在对特殊刺激兴奋的阈度低，而对其它刺激兴奋的阈度高，这个观点已被普遍接受，认为是符合生物学原则的。特异学说对于疼痛生理特点的阐明较为清楚，但感受器的解剖特异性未能证实。在心理学上这种一对一关系更常有例外，如强烈的伤害刺激偶尔可不产生疼痛，或表现为其它行为而使疼痛减轻。临床上幻肢痛、灼性神经痛和神经痛等的产生都与固定的直通神经传导通路观念不符，且周围神经和中枢神经的病损经手术切除后不一定能永久消除疼痛，轻柔接触、振动或其它非伤害刺激等有时可激起疼痛，甚至未受刺激疼痛也可自发产生，或疼痛不可预测地扩展到无病变存在的其他部位，这些事实是非特异学说所能解释的。
Goldscheider的型式学说的主要论点在于产生疼痛的神经冲动具有特殊的型式。他认为疼痛无特殊的感受器，是非特异感受器受到超强刺激或病理状态下非伤害刺激的反应总和，其结果是向中枢发放大量冲动，具有时间和空间上特定的组合构型，总输出超过了临界水平，最后在中枢整合而成为疼痛。换言之，痛觉是一种继续反应，从触、痒、烧灼等逐步地增强感受器的激活强度。他的学说被其他学者发展为三种观点：
❶周围型式学说指的是一切皮肤的神经冲动具有时间和空间上的特性，各种感觉无特殊的传导途径。
❷中枢整合学说指的是感觉神经的病理刺激可激起脊髓中神经原的自身再打击通路，出现异常活动，不仅将冲动上传至脑而产生疼痛，并可波及侧角和腹角邻近的神经元，影响自主神经和肌肉，如肢体残端出汗和跳动。
❸感觉交叉反应学说指的是在脊髓中存在有多种突触传入系统，细神经传导神经冲动产生疼痛，粗神经纤维却抑制其传导。当周围神经损伤后，粗神经纤维相对地易被破坏，细神经纤维可占优势，以致疼痛拖延，时间和空间的组合可发生变异，这也是病理性疼痛不同于一般疼痛的原因。
Melzack等根据实验研究和临床观察，在以往中枢整合和神经原整合活动广泛研究的基础上，提出了解释痛觉机理的闸门学说。他们认为周围神经的冲动传至脊髓后将激起后角第一级中枢传递细胞(T细胞)的活动，同时促发后角胶质细胞的活动，并经背索上升入脑。他们强调疼痛是痛觉信号在脑内各级中枢整合的结果，并非是某些局限的中枢结构的独特功能。胶质细胞的功能在于使传入冲动影响T细胞之前就受到控制和调节，起所谓闸门作用。粗细二类传入神经纤维的传入冲动都可直接兴奋T细胞，粗纤维的传入冲动同时兴奋胶质细胞，而细纤维的传入冲动却可使胶质细胞抑制。胶质细胞兴奋时以突触前抑制的方式对T细胞的突触传递效应产生作用，使T细胞从兴奋迅速转入抑制，因此粗纤维传入冲动可抑制T细胞的活动，而细纤维神经冲动则易化T细胞活动。在无伤害刺激的条件下细纤维也有很低的持续活动，使闸门处于较开放的状态，俟有伤害刺激便产生冲动的传递。当皮肤受到刺激时粗细二类纤维同时发放冲动，开始时因胶质细胞受粗纤维传入冲动的影响而兴奋，闸门关闭； 待细纤维活动相对增强而使胶质细胞抑制，闸门开放，T细胞发放冲动增多，便传递至脑。脑的各级中枢通过各自的下行纤维可影响躯体感觉的传递，易化或抑制也在于闸门的开放或关闭，例如高度焦虑时疼痛将加剧，这种中枢神经系统的高级活动发生于边缘系统，通过脑干的网状结构使闸门开放； 又如体育比赛时受伤常不感到疼痛，正是另外高级中枢的抑制作用导致闸门关闭，称为中枢控制系统。如此看来，闸门控制系统不只是限于脊髓内起作用，中枢神经系统各级水平都可能存在着同样的机制。粗细纤维的传入冲动经T细胞输出向高级中枢结构发放，到达延髓、中脑、下丘脑、丘脑、脑干网状结构、边缘系统和大脑皮质等，涉及到激动情感的系统和感觉分辨的系统，二者再由效应器官表现出来，组成完整的作用系统。闸门学说解释了许多过去不能解释的临床现象，如截肢患者由于刺激身体很多部位使T细胞兴奋加强，促发幻肢痛； 又如神经损伤后由于粗纤维大量受损而使闸门开放，促发神经痛等。在疼痛的治疗方面也开辟了新的途径，创立了周围神经电刺激疗法，也给针灸治疗的作用机理提供了新的证据。但是，闸门学说目前还不能说是解释疼痛机理的完整理论，在解剖上还未能证明这一学说所设想的突触结构关系的存在。在疼痛生理上观察到C纤维的输入信号也有抑制作用，并且粗纤维的兴奋作用对脊髓上行通路不完全是拮抗作用，也可产生协同影响。在探索全身麻醉原理的研究中，发现氧化亚氮和氟烷不仅能影响T细胞的突触传递，还能选择性地阻断外周感受器的传入冲动，说明在闸门机制产生作用之前就有抑制作用发生的可能。
关于痛觉的传导通路，在外周神经冲动起自游离神经末梢。末梢由糖脂和糖蛋白二类物质组成，其末端 （即最表面） 有一个或几个带负电的涎液酸残基，是一种含有9个碳的神经氨基酸。糖脂分子与神经内膜的类脂层相连，另一端游离在组织间液中，能与Na+、K+、Ca++等阳离子结合。静息状态下它与Ca++相结合，当组织受伤后局部H+增高，pH下降，致使细胞内K+逸出，Ca++转向细胞内。这种带负电的残基与K+结合后使整个糖脂结构发生改变，导致膜的通渗性增加，细胞内外的Na+和K+发生移动。由于离子的交换，Na+从细胞外进入细胞内，K+从细胞内移向细胞外，于游离神经末梢产生动作电位，沿感觉神经传向脊髓。感觉神经纤维的直径粗细决定其传导速度和锋电位时程，神经纤维越细，传导速度越慢，锋电位时程越长。传导痛觉冲动的神经纤维有Aδ(Ⅲ类)神经纤维和C(Ⅳ类)神经纤维二种。当痛觉传入冲动通过背根进入脊髓背角，由胶质细胞轴突组成传导束，上升1～6节段，在脊髓灰质后角中终止于第二级神经原，交叉到对侧的腹外侧索，形成脊髓丘脑侧束，然后上升直达丘脑集中，再投射到脑的更高级水平。从脊髓传向丘脑的上行通路分二大系统： 脊髓-丘脑系统和旁中央上行系统（丘外系统）。在脊髓-丘脑系统，一条途径通过新脊髓丘脑束直接到达丘脑腹侧基底核群（丘脑后腹核）的第三级神经原，投射到新皮质中央后回，具有精确的定位分析能力。另一条途径通过旧脊髓丘脑束直接到达丘脑核群或板内核群，也许还到达内外膝状体之间的一些神经细胞，再投射到边缘系统和皮质的第二感觉区，与情绪密切有关，但定位不精确。在旁中央上行系统，冲动沿脊髓灰质四周的固有束上行，通过后连合交叉上达脑干网状结构，再抵达丘脑的内侧核群，与延缓痛觉及情绪反应有关。
内脏痛觉的传入与躯体传入基本相同，唯有肺泡和肝内组织未发现痛觉纤维，但冲动多由无髓鞘纤维传入，故其痛阈较高，对挤压、切割、烧灼等刺激往往无感受，对膨胀、痉挛、缺血、化学性刺激等却非常敏感，并伴有植物性神经系统的反应。另外，其传入通路不集中，常涉及几个节段的脊神经，因一条脊神经包含着来自几个脏器的传入纤维，故疼痛的定位常不精确。内脏痛觉多先由交感传入，再转副交感。盆腔脏器的传入冲动多由副交感承担。气管、支气管、食管上段等处由脑神经传入中枢。内脏牵涉痛（反射痛）常发生于该脏器传入纤维进入脊髓经过的后根所支配的皮肤区，这样内脏传入和躯体传入在同节脊髓背角细胞水平可能会发生聚合和相互作用，再一起上传入脑，所以内脏发出的痛觉冲动可以在离脏器较远的体表皮肤感受到，发生疼痛错位。
在神经冲动传递过程中，作为突触传递信息的媒介称神经递质。当突触前神经末梢兴奋时释出兴奋性或抑制性化学递质，兴奋或抑制突触后电位 （突触后膜去极化或超极化），最后造成突触后神经原的兴奋或抑制。中枢神经递质的种类很多，有胆碱类、单胺类(五羟色胺、儿茶酚胺等)、氨基酸类(γ氨基丁酸、甘氨酸、牛磺酸、丙氨酸等为抑制物质，谷氨酸、门冬氨酸等为兴奋物质)，其中乙酰胆碱和五羟色胺都具有加强镇痛作用，多巴胺和去甲肾上腺素具有拮抗镇痛作用，有利于疼痛的发生。其它与疼痛有关的拟似递质如P物质，系一种钙离子依赖的多肽，周围神经去极化时释放出来，兴奋神经元，与痛觉反应一致。在人体内天然存在的五肽中有二种与镇痛有关，一类谓甲硫丁氨酸（蛋氨酸）脑啡肽和亮氨酸脑啡肽，由脊髓的中间神经原制造、储存和释放，作用于中枢神经系统的上部和侧部。疼痛发生时促发脑啡肽释放，与阿片样感受器结合产生镇痛作用，最后由羧肽酶分解灭能。人群中有40%的人具有自动调动内在脑啡肽反应。另一类称内啡肽，是各种内啡肽的总称。蛋氨酸脑啡肽存在于垂体促β脂多肽(LPH，一种前激素) 中，LPH61-91称β内啡肽，LPH61-76称α内啡肽，LPH61-77称γ内啡肽，都具有阿片样活性，作用于下丘脑区，有时与脑啡肽有交叉的作用区。它只能在中枢制造、储存和释放。
由于疼痛是一种主观现象，给测痛带来很大的困难，个体差异很大，且机体不同部位的痛阈也不一致。精神因素常影响测痛结果，刺激速度快慢也可使痛感程度不同。疼痛的测定目前不外乎有四个方面：痛阈测定法、间接测痛法、客观测痛法及主观测痛法。痛阈测定可分为痛感受阈和严重耐痛阈，即人体无法再忍受所接受的痛刺激。间接测痛法根据疼痛对机体功能的效应而定，如手术后测定镇痛药对肺活量的影响，反映镇痛的效果。临床上常用客观和主观测痛法，根据大脑和皮质下神经细胞诱发电位或肌电等方法进行客观判断。常用的方法有机械刺激法（弹簧压力法）、电刺激法、温热刺激法及化学刺激法、血管闭塞法（止血带法）等。